5.2 Penurunan Persamaan Prediksi swelling
5.2.1 Pengaruh matric suction terhadap perilaku kembang (swelling)
Perilaku matric suction menggunakan filter paper sangat dipengaruhi kadar air yang dikandung oleh tanah lempung ekspansif. Semakin meningkat kadar airnya maka semakin rendah matric suction. Hal ini disebabkan besarnya matric suction merupakan fungsi dari besamya kadar air filter paper.
0 5 10 15 20 25 30
1 10 100 1000 10000 100000 1000000
matric suction, s (kN/m2) Kembang Vertikal, Sz (%)
Tanah Soko (Ngaw i)
Tanah Soko 90% + Bentonite 10%
Tanah Soko 80% + Bentonite 20%
Tanah Soko 70% + Bentonite 30%
Gambar 5.10 Hubungan matric suction dengan kembang vertikal tanah Soko dan tanah campuran.
0 2 4 6 8 10 12 14
1 10 100 1000 10000 100000 1000000
matric suction, s (kN/m2) Kembang Horisontal, Sx (%)
Tanah Soko (Ngaw i)
Tanah Soko 90% + Bentonite 10%
Tanah Soko 80% + Bentonite 20%
Tanah Soko 70% + Bentonite 30%
Gambar 5.11 Hubungan matric suction dengan kembang horisontal tanah Soko dan tanah campuran.
31
0 10 20 30 40 50 60
1 10 100 1000 10000 100000 1000000
matric suction, s (kN/m2)
Kembang Volumetrik, Sv (%)
Tanah Soko (Ngaw i)
Tanah Soko 90% + Bentonite 10%
Tanah Soko 80% + Bentonite 20%
Tanah Soko 70% + Bentonite 30%
Gambar 5.12 Hubungan matric suction dengan kembang volumetrik tanah Soko dan tanah campuran.
Gambar 5.10 – Gambar 5.12, memperlihatkan hubungan antara variasi matric suction dengan kembang vertikal (Kvmaks), kembang horisontal (Khmaks) dan kembang volumetrik (Kvolmaks) tanah Karang Jati (Ngawi) dan tanah campuran pada uji kembang bebas. Kembang vertikal (Kv), kembang horisontal (Kh) dan kembang volumetrik (Kvol) tanah lempung Karang Jati (Ngawi) dan tanah campuran semakin kecil dengan bertambahnya matric suction (s) dan berhenti mengembang pada matric suction 5,1420 kN/m2 untuk tanah Karang Jati (Ngawi), 9,2311 kN/m2 untuk tanah Karang Jati 90 % + bentonit 10 %, ,13,8793 kN/m2 untuk tanah Karang Jati 80 % + bentonit 20 % dan 25,8793 kN/m2 untuk tanah Karang Jati 70 % + bentonit 30 %.
Perilaku pengaruh variasi matric suction (s) terhadap perilaku kembang vertikal (Kv), kembang horisontal (Kh) dan kembang volumetrik (Kvol) pada tanah lempung Karang Jati (Ngawi) dan tanah campuran merupakan perilaku yang berlawanan dengan pengaruh dari variasi kadar air dan variasi derajat kejenuhan. Nilai kembang vertikal (Kv), kembang horisontal (Kh) dan kembang volumetrik (Kvol) pada tanah lempung Karang Jati (Ngawi) dan tanah campuran akan bertambah besar dengan semakin besarnya nilai kadar air (w) dan derajat kejenuhan (Sr), tetapi nilai kembang vertikal (Kv), kembang horisontal (Kh) dan kembang volumetrik (Kvol) pada tanah lempung Karang Jati (Ngawi) dan tanah campuran akan bertambah besar dengan mengecilnya nilai matric suction. Sehingga dapat disimpulkan bahwa perilaku matric suction (s) berbanding terbalik dengan kadar air (w) dan derajat kejenuhan (Sr) pada perilaku swelling tanah lempung ekspansif.
32 5.2.2 Validasi Persamaan Prediksi Swelling
Hubungan yang dihasilkan pada Persamaan 5.6 – Persamaan 5.8 memiliki tingkat keandalan yang sangat baik, hal ini dapat dilihat dari nilai korelasi (R2) yang dihasilkan. hubungan kembang vertikal (Kvmaks) menghasilkan nilai R2 = 0,998, hubungan kembang horisontal maksimum (Khmaks) menghasilkan nilai R2 = 0,996 dan hubungan kembang volumetrik (Kvolmaks) dihasilkan nilai R2 = 0,998. Hasil tersebut memperlihatkan hubungan kembang volumetrik yang merupakan hubungan gabungan dari hubungan kembang vertikal dan hubungan kembang horisontal memiliki nilai keandalan korelasi R2 = 0,998, berarti hubungan kembang vertikal, hubungan kembang horisontal dan hubungan kembang volumetrik tanah Karang Jati (Ngawi) dan tanah campuran memiliki tingkat keandalan yang sangat baik (Bunin, 2009).
Validasi terhadap hubungan kembang yang dihasilkan dilakukan dengan membandingkan hasil perhitungan hubungan empiris kembang dengan data hasil penelitian kembang yang telah dibuat oleh peneliti terdahulu. Data hasil penelitian kembang tanah ekspansif yang tersedia adalah hasil penelitian kembang vertikal dan kembang volumetrik, sehingga hubungan kembang vertikal dan kembang volumetrik yang akan dibandingkan dengan data hasil penelitian kembang vertikal oleh Seed (1962) dan Chen (1975) dan kembang volumetrik oleh Holtz dan Gibbs (1956). Hasil perhitungan hubungan kembang vertikal (Sudjianto, dkk, 2013) dengan data hasil penelitian kembang vertikal oleh Seed (1962) dan Chen (1975) dengan surcharge 6,9 kPa ditampilkan dalam satu grafik hubungan indeks plastisitas (IP) dengan kembang vertikal (Sz) seperti pada Gambar 5.13 berikut ini.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 10 20 30 40 50
Indeks Plastisitas, IP (%) Kembang Vertikal, Sz (%) Seed (1962)
Chen (1975) Sudjianto (2010)
Gambar 5.13 Perbandingan data hasil penelitian Seed (1962), Chen (1975) dengan perhitungan formula kembang vertikal Sudjianto, dkk (2010).
33 Hubungan kembang vertikal (Sz) dengan indeks plastisitas (IP) pada Gambar 5.65 memperlihatkan hasil perhitungan hubungan kembang vertikal (Sudjianto, dkk, 2013) berada diantara data hasil penelitian kembang vertikal oleh Seed (1962) dan Chen (1975). Dengan demikian hubungan kembang vertikal (Sudjianto, dkk, 2013) merupakan hubungan kembang yang dapat digunakan untuk memprediksi potensi kembang vertikal secara tidak langsung.
Validasi terhadap formula kembang volumetrik yang dihasilkan dilakukan dengan membandingkan hasil perhitungan hubungan kembang volumetrik dengan data hasil penelitian kembang volumetrik yang dibuat oleh Holtz dan Gibbs (1956). Data hasil penelitian kembang volumetrik (free swelling) yang dihasilkan oleh Holtz dan Gibbs (1956) dengan menggunakan parameter indeks plastisitas (IP) dan hasil perhitungan dengan hubungan kembang volumetrik (Sudjianto, dkk, 2013) seperti pada Gambar 5.14 berikut ini.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 5 10 15 20
Indeks Plastisitas, IP (%) Kembang Volumetrik, Kv (%) Holtz dan Gibbs (1956)
Sudjianto (2010)
Gambar 5.14 Perbandingan antara data hasil penelitian Holtz dan Gibbs (1956) dengan hasil perhitungan hubungan kembang volumetrik
Sudjianto, dkk (2013).
Kembang volumetrik hasil petrhitungan dengan hubungan kembang vertikal (Sudjianto, dkk, 2013) dengan data hasil penelitian Holtz dan Gibbs (1956) pada indeks plastisitas (IP) 5% - 10% , nilai kembang volumetrik yang dihasilkan bekum berhimpit, tetapi pada indeks plastisitas (IP) 15% hasil penelitian kembang volumetrik yang dilakukan oleh Holtz dan Gibbs (1956) dan hasil perhitungan dengan hubungan kembang volumetrik (Sudjianto, dkk, 2013) telah berhimpit, akan tetapi nilai kembang volumetrik hasil penelitian Holtz dan Gibbs (1956) telah konstan sedangkan kembang
34 volumetrik hasil petrhitungan dengan hubungan kembang volumetrik (Sudjianto, 2010) masih dapat bertambah secara linear.
Perbedaan nilai kembang volumetrik tersebut dikarenakan hasil kembang volumetrik yang diteliti oleh Holtz dan Gibbs (1956) menggunakan fungsi eksponensial sedangkan hubungan kembang vertikal oleh Sudjianto, dkk (2013) menggunakan fungsi linear. Perbedaan lainya yaitu pada metode uji kembang yang dilakukan Holtz dan Gibbs (1956) dengan metode pengembangan bebas (free swelling) sedangkan Sudjianto (2010) dengan metode uji kembang dengan terkekang tipis dengan ring membran.
Selain itu perbedaan hasil kembang volumetrik antara Holtz dan Gibbs (1956) dan Sudjianto, dkk (2013) disebabkan oleh faktor jenis tanah yang digunakan pada saat penelitian, Holtz dan Gibbs (1956) menggunakan tanah lempung dengan klasifikasi CL sedangkan Sudjianto (2010) menggunakan tanah lempung dengan klasifikasi CH, sehingga hasil kembang volumetrik yang dihasilkan oleh Sudjianto, dkk (2013) masih dapat dilanjutkan dengan nilai indeks plastisitas (IP) yang lebih besar dari 15%.
35 BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN